(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半乾き状態のコンクリート床面を平滑化する装置であって、軸心同士が同一の仮想平面上で互いに平行をなす状態で配置された複数の加圧ローラと、複数の前記加圧ローラの両端部をそれぞれ回転自在に保持する保持部材と、複数の前記加圧ローラに振動を伝えるため前記保持部材に連設された振動部材と、前記振動部材を振動させるため前記振動部材に付設された発振手段と、を備え、
前記発振手段が前記振動部材を当該振動部材の固有振動数で振動させる機能を有することを特徴とする床面平滑化装置。
【請求項２】
前記加圧ローラが転動通過した後の床面に摺動可能に接触する仕上げ鏝を備えたことを特徴とする請求項１記載の床面平滑化装置。
【請求項３】
前記加圧ローラが転動通過する前の床面若しくは前記加圧ローラが転動通過した後の床面の少なくとも一方に摺動可能に接触するブラシを設けた請求項１または２記載の床面平滑化装置。
【請求項４】
複数の前記加圧ローラのうちの少なくとも１本の外周面を透水性部材で形成した請求項１〜３のいずれかに記載の床面平滑化装置。
【請求項５】
平滑化対象である床面に対する前記加圧ローラの接地圧力を、当該加圧ローラの軸心方向の長さ１ｃｍ当たり０．２ｋｇ〜０．４ｋｇとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の床面平滑化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設物や各種構造物などのコンクリート床面の施工現場において、床部分に打設されたコンクリートやモルタルの表面を平滑化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物や各種構造物などのコンクリート床面を施工する場合、従来、施工現場の床部分に搬入された生コンクリートを均一に均して床面のレベル出しを行い、数時間放置して硬化させた後、「トロウェル」と呼ばれる装置を用いて床面を万遍なく加圧して平面化し、この後、熟練作業者が仕上げ鏝（角鏝）を用いて手作業で最終仕上げを行っている。乗用型のトロウェルで行っている。
【０００３】
しかしながら、床面のレベル出し作業においてコンクリート表面を完全な平面状態にすることは困難であるため、トロウェルによる平面均し作業を開始する前段階のコンクリート表面には、不陸（±５〜８ｍｍ程度の凹凸部分）が残っているのが実状である。コンクリート表面の不陸は、この後に行われるトロウェルによる平面均し作業や仕上げ鏝による最終仕上げ作業によって解消することができないため、施工完了後の床面に残存することとなり、床面の品質向上の妨げとなっている。
【０００４】
一方、道路工事の施工現場において路面を締め固める作業に使用される機械として、ハンドガイド式の振動ローラが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。また、歩道に敷設される複数のインターロッキングブロックの表面を平らに仕上げる作業に使用される機械として、例えば、図６に示す、三笠産業株式会社の輾圧成形仕上げ機「ブロックプレート」が知られている。
【０００５】
図６に示すように、この輾圧成形仕上げ機６０は、外周面が硬質ゴムで形成された複数のゴムローラ６１と、これらのゴムローラ６１を回転自在に保持する本体フレーム６２と、本体フレーム６２上に搭載された原動機６３及び振動発生機６４と、操作ハンドル６５と、を備えている。原動機６３を作動させると、これによって駆動された振動発生機６４が振動を発生し、この振動が本体フレーム６２を経由して複数のゴムローラ６１に伝わる構造である。公園や歩道などに敷設された複数のブロック上に輾圧成形仕上げ機６０を持ち込み、原動機６３を作動させた状態で作業者が操作ハンドル６５を握り、輾圧成形仕上げ機６０全体を前進若しくは後退させれば、複数のゴムローラ６１の振動により複数のブロック表面が略同一面を成すように仕上げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３０７４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の振動ローラは、硬い路面を更に硬く締め固める作業には適している作業機であるが、これを半乾き状態にあるコンクリート床面上に持ち込むと、ローラがコンクリート床面を凹ませ、短時間のうちに沈下してしまうので、使用不能である。即ち、この振動ローラは、硬い路面上では使用することができるが、半乾き状態のコンクリート床面のように、作業者の足跡が付く可能性のある場所では使用できない。
【０００８】
また、図６に示す、三笠産業株式会社の輾圧成形仕上げ機６０は、施工現場に敷設された複数のブロックに振動を与えながら移動し、その表面を平らに仕上げることを目的とするものであるため、輾圧成形仕上げ機６０のゴムローラ６１を介して加えられる圧力や振動によって変形するおそれのない硬質ブロックなどの輾圧作業には好適である。しかしながら、この輾圧成形仕上機６０を半乾き状態のコンクリート床面上に持ち込んだ場合、前述の振動ローラと同様、短時間のうちに沈下してしまい、作業不能となる。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、半乾き状態のコンクリート表面の不陸を解消して容易に平滑化することができ、コンクリートが固化した後のクラック発生も防止することのできる床面平滑化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の床面平滑化装置は、半乾き状態のコンクリート床面を平滑化する装置であって、軸心同士が同一の仮想平面上で互いに平行をなす状態で配置された複数の加圧ローラと、複数の前記加圧ローラの両端部をそれぞれ回転自在に保持する保持部材と、複数の前記加圧ローラに振動を伝えるため前記保持部材に連設された振動部材と、前記振動部材を振動させるため前記振動部材に付設された発振手段と、を備え、
前記発振手段が前記振動部材を当該振動部材の固有振動数で振動させる機能を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の床面平滑化装置を、平滑化作業の対象である半乾き状態のコンクリート床面上に持ち込み、発振手段を作動させて振動部材に振動を与えると、振動部材が共振して激しく振動するとともに、この振動が保持部材を介して加圧ローラに伝えられ、各加圧ローラが激しく振動する。このように加圧ローラが振動状態にある床面平滑化装置に対し、作業者が、加圧ローラの軸心と直交する方向の力を加えると、当該床面平滑化装置は沈下することなく、容易に移動する。
【００１２】
このように、前記振動部材が振動状態にある床面平滑化装置に対し、作業者が水平方向の力を加え、加圧ローラの転動方向へ装置全体を移動させれば、コンクリート床面上を転動しながら通過する複数の加圧ローラの激しい振動加圧作用により、半乾き状態のコンクリート床面の不陸が均され、凹凸や段差のない平滑な状態となる。また、複数の加圧ローラの振動加圧作用により、半乾きのコンクリートが強く締め固められるため、コンクリートが固化した後のクラック発生も防止することができる。
【００１３】
なお、前記加圧ローラの本数は特に限定しないので、施工条件に応じて任意に設定することができるが、作業性、操作性、搬送性、収納性などを考慮すると３本〜５本程度が好適である。加圧ローラが２本の場合はコンクリート床面の凹凸や段差に沿って上下動しながら転動していくので、不陸を無くすことができず、床面平滑化作用が著しく低下する一方、６本以上の場合、床面平滑化作用は向上するが、装置大型化のデメリットが増大するので、前記範囲内が好適である。また、発振手段は振動部材を共振させることができるものであれば良いので、特に限定しないが、振動部材を当該振動部材の固有振動数で振動（共振）させる機能を有するものであることが必要である。
【００１４】
ここで、前記加圧ローラが転動通過した後の床面に摺動可能に接触する仕上げ鏝を備えることもできる。このような構成とすれば、加圧ローラの転動により不陸が解消されたコンクリート床面が、その上を摺動する仕上げ鏝の滑動作用によって平滑化されるので、仕上レベルをさらに向上させることができる。
【００１５】
また、前記加圧ローラが転動通過する前の床面若しくは前記加圧ローラが転動通過した後の床面の少なくとも一方に摺動可能に接触するブラシを設けることもできる。このような構成とすれば、転動する複数の加圧ローラの振動加圧作用のみでは解消され難いコンクリート床面の凹凸、例えば、作業者の足跡などを前記ブラシの摺動によって消すことができるため、コンクリート床面の品質向上に有効である。
【００１６】
さらに、複数の前記加圧ローラのうちの少なくとも１本の外周面を透水性部材で形成することもできる。ここで、透水性部材としては、網材、格子材あるいは多孔板などを使用することができる。
【００１７】
このような構成とすれば、外周面が透水性部材で形成された加圧ローラにより、コンクリート床面の不陸を解消する作用を高めることができる。また、外周面が透水性部材で形成された加圧ローラは、半乾き状態のコンクリート床面に対する摩擦が大きいので、当該加圧ローラの回転駆動手段を設ければ、床面平滑化装置を自走式とすることもできる。
【００１８】
ここで、平滑化対象である床面に対する前記加圧ローラの接地圧力を当該加圧ローラの軸心方向の長さ１ｃｍ当たり０．２ｋｇ〜０．４ｋｇとすることが望ましい。このような構成とすれば、床面平滑化装置の操作性を悪化することなく、優れた床面平滑化作用を得ることができる。なお、接地圧力が０．２ｋｇ／ｃｍより小さくなると、コンクリート床面に対する振動加圧力が弱まり、不陸を無くす作用が低下し、０．４ｋｇ／ｃｍを超えると、加圧ローラの転動に大きな力を要するようになり、操作性が悪化するので、前記範囲が好適である。
【００１９】
なお、前記加圧ローラのサイズは限定しないので、搬送性、施工現場の床面積、取り扱い性あるいは収納性などを考慮して設定することができるが、これまでの施工状況から判断すると、長さ７００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度、外径５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度が好適である。なお、施工現場の床面積が広く、取り扱いや操作性などに支障がなければ、長さが２０００ｍｍを超える加圧ローラを使用して、作業効率の向上を図ることもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、半乾き状態のコンクリート表面の不陸を解消して容易に平滑化することができ、コンクリートが固化した後のクラック発生も防止することのできる床面平滑化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である床面平滑化装置を正面斜め方向から見た斜視図である。
【図２】図１に示す床面平滑化装置を背面斜め方向から見た斜視図である。
【図３】図１に示す床面平滑化装置を構成する加圧ローラの配列状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示す床面平滑化装置を一部省略して示す側面図である。
【図５】図１に示す床面平滑化装置の振動機構を示す概略正面図である。
【図６】従来の輾圧成形仕上機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態の床面平滑化装置１０は、軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ同士が同一の仮想平面Ｐ上で互いに平行をなすように配置された３本の加圧ローラ１１，１２，１３と、３本の加圧ローラ１１，１２，１３の両端部をそれぞれ回転自在に保持する保持部材１４と、３本の加圧ローラ１１，１２，１３に振動を伝えるため保持部材１４に連設された平板状の振動部材１５と、振動部材１５にその固有振動を与えるため振動部材１５上に付設された発振手段１６と、加圧ローラ１１〜１３が転動通過した後の床面に摺動可能に接触する平板状の仕上げ鏝１７と、加圧ローラ１１〜１３が転動通過する前の床面に摺動可能に接触するブラシ１８と、振動部材１５の上面に取り付けられた操作ハンドル１９と、を備えている。
【００２３】
操作ハンドル１９は、作業者が手で把持する水平部１９ｈと、水平部１９ｈの左右から振動部材１５に向かって延設された連結部１９ａと、連結部１９ａ同士を繋ぐ水平補強部１９ｂと、で形成され、振動部材１５の上面に制振材３０を介して取り付けられたＬ字状の連結部材２９に対し、連結部１９ａの前端部が着脱可能に取り付けられている。なお、本実施形態の床面平滑化装置１０において、仕上げ鏝１７が取り付けられている方向を前方（または正面）といい、ブラシ１８が取り付けられている方向を後方（または背面）といい、操作ハンドル１９の後方に、振動部材１５に向かった姿勢で起立した作業者を基準に上下及び左右を表示する。
【００２４】
図３に示すように、加圧ローラ１１，１２，１３は外周面が滑らかな金属で形成された同じサイズの円筒状部材であり、いずれも直径Ｄが１２０ｍｍ、長さＬが１２５０ｍｍである。加圧ローラ１１，１２，１３の配置間隔Ｓは１７５ｍｍである。床面平滑化装置１０全体の重量は約１００ｋｇであり、平滑化対象である床面に対する加圧ローラ１１，１２，１３の接地圧力を算出すると、加圧ローラ１１，１２，１３の軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ方向の長さ１ｃｍ当たり約０．２７ｋｇとなる。なお、床面平滑化装置１０に関する前記数値は、一例であって、これらに限定するものではない。なお、図６に示す輾圧成形仕上機６０を構成するゴムローラ６１の軸心方向の長さ１ｃｍ当たり接地圧力を算出したところ、約０．７１ｋｇという結果が得られた。
【００２５】
図５に示すように、加圧ローラ１１，１２，１３は、それぞれの左右両端に突設された支軸１１ｓ，１２ｓ，１３ｓ及び軸受け１１ａ，１２ａ，１３ａを介して、保持部材１４を構成する左右一対の側面部１４ａにそれぞれ回転自在に取り付けられている。保持部材１４は、前述した左右一対の側面材１４ｓと、側面部１４ａの前端部同士を連接する正面材１４ｆと、で形成された平面視略コ字状の部材である。左右の側面材１４ｓは加圧ローラ１１，１２，１３の軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと直角に立体交差する方向に配置され、正面材１４ｆは軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと平行をなすように配置されている。正面材１４ｆ及び側面材１４ｓはいずれも断面Ｌ字状のアングル材で形成されている。そして、側面材１４ｓの後端部同士を連結する位置に、長尺のブラシ１８が着脱可能に取り付けられている。
【００２６】
発振手段１６は、原動機１６ｅと、振動発生機１６ｂと、原動機１６ｅの回転力を振動発生機１６ｂに伝えるベルト１６ｖと、を備えている。振動発生機１６ｂに内蔵されている偏心回転体（図示せず）が原動機１６ｅの駆動によって回転することにより振動が発生する。原動機１６ｅの出力回転数を増減するためのスロットルレバー１６ｔが操作ハンドル１９に取り付けられ、このスロットルレバー１６ｔを操作することによって振動発生機１６ｂの振動出力を調節することができる。振動部材１５は、前後方向（加圧ローラ１１，１２，１３の転動方向）の断面が略コ字状をした厚さ２〜５ｍｍ程度の金属板で形成され、発振手段１６が発生する振動によって当該振動部材１５が共振しやすい材質、形状を具備している。
【００２７】
保持部材１４の正面材１４ｆの前方に、複数の蝶番２０介して、断面Ｌ字状の補強部材２１が正面材１４ｆと平行に取り付けられ、この補強部材２１に沿って仕上げ鏝１７が着脱可能に取り付けられている。仕上げ鏝１７は補強部材２１とともに蝶番２０を中心に上下に回動自在であり、保持部材１４の正面材１４ｆと補強部材２１とが逆Ｖ字状のリンク機構２３によって連接されている。リンク機構２３に先端部が係止された操作ワイヤ２５の基端部が、操作ハンドル１９に設けられた操作桿２４に係止されている。
【００２８】
操作桿２４をシリンダ２４ｓに沿って前後移動させると、操作ワイヤ２５が引っ張られたり、緩められたりし、これによって仕上げ鏝１７が蝶番２０を中心に上下回動する。本実施形態では、図１に示すように、操作桿２４がシリンダ２４ｓの前方に位置するとき仕上げ鏝１７が床面に接触可能に下降した状態にあり、図２に示すように、操作桿２４をシリンダ２４ｓに沿って後方に引っ張った後、右側方に倒して操作桿２４の基端部をシリンダ２４ｓの湾状部２４ｂに嵌入させると、仕上げ鏝１７は床面から離れるまで上昇した状態でロックされる。
【００２９】
補強部材２１の左右に立設された一対の支柱２６にはフランジ状のストッパ２７及び緩衝材２８が設けられ、緩衝材２８の上面側に重錘２２が着脱可能に取り付けられている。これらの重錘２２は、仕上げ鏝１７を床面に向かって押圧するためのものであり、重錘２２の種類や個数を変更することにより、床面に対する仕上げ鏝１７の押圧力を調節することができる。仕上げ鏝１７は弾性変形可能な金属板で形成されているため、仕上げ鏝１７は重錘２２の重さに応じて床面を弾性的に押圧することができる。
【００３０】
図４に示すように、平滑化作業の対象である半乾き状態のコンクリート床面Ｆ１上に床面平滑化装置１０を持ち込み、発振手段１６を作動させ、スロットルレバー１６ｔ（図１参照）を調節して振動部材１５にその固有振動を与えると、振動部材１５に共振が生じ、激しく振動するとともに、この振動が保持部材１４左右の側面材１４ｓから軸受け１１ａ，１２ａ，１３ａ及び支軸１１ｓ，１２ｓ，１３ｓを介して加圧ローラ１１，１２，１３に伝えられる。
【００３１】
これにより、各加圧ローラ１１，１２，１３も激しく振動する状態となるが、当該床面平滑化装置１０はコンクリート床面Ｆ１に沈下することなく保持されるので、作業者が操作ハンドル１９に矢線Ｒ方向の引っ張り力を加えれば、加圧ローラ１１，１２，１３の回転方向（加圧ローラ１１，１２，１３の軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと直交する方向）に移動する。なお、スロットルレバー１６ｔを操作して原動機１６ｅの回転数を増減させると、振動部材１５が激しく振動する状態（スロットルレバー１６ｔのセット位置）が見つかるので、振動部材１５を固有振動状態に設定する操作は容易である。
【００３２】
このように、振動部材１５が固有振動状態にある床面平滑化装置１０に作業者が水平方向（矢線Ｒ方向）の力を加え、加圧ローラ１１，１２，１３が回転する方向に装置１０全体を移動させれば、図４に示すように、コンクリート床面Ｆ１上を順番に転動通過していく複数の加圧ローラ１１，１２，１３の激しい振動加圧作用により、半乾き状態のコンクリート床面Ｆ１の不陸が解消され、容易に平滑化することができる。また、複数の加圧ローラ１１，１２，１３の振動加圧作用により、半乾きのコンクリートＦＣが強く締め固められるため、コンクリートが固化した後のクラック発生も防止することができる。
【００３３】
床面平滑化装置１０は３本の加圧ローラ１１，１２，１３を備えているが、加圧ローラの本数は特に限定しないので、施工条件に応じて任意に設定することができるが、作業性、操作性、搬送性、収納性などを考慮すると３本〜５本程度が好適である。
【００３４】
また、床面平滑化装置１０では、平滑化対象であるコンクリート床面Ｆ１に対する加圧ローラ１１，１２，１３の接地圧力をその軸心１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ方向の長さ１ｃｍ当たり０．２７ｋｇとしたところ、床面平滑化装置１０の操作性を悪化することなく、優れた床面平滑化作用を得ることができた。
【００３５】
さらに、床面平滑化装置１０は、加圧ローラ１１，１２，１３が転動通過した後のコンクリート床面Ｆ２に摺動可能に接触する仕上げ鏝１７を備えている。従って、加圧ローラ１１，１２，１３の転動により不陸が解消されたコンクリート床面Ｆ１は、その表面に沿って摺動していく仕上げ鏝１７の滑動作用によってさらに平滑化される結果、仕上げ鏝１７が通過した後のコンクリート床面Ｆ３の仕上レベルは極めて良好となる。仕上げ鏝１７は、矢線Ｒ方向へ移動していく際に、重錘２２による押圧力でコンクリート床面Ｆ２を押圧していくが、蝶番２０を中心に仕上げ鏝１７が回動自在であるため、保持部材１４の振動や揺動の影響を受けることなく、コンクリート床面Ｆ２を仕上げていくことができる。
【００３６】
一方、保持部材１４の後方には、加圧ローラ１１，１２，１３が転動通過する前のコンクリート床面Ｆ１に摺動可能に接触するブラシ１８が設けられているため、転動する３本の加圧ローラ１１，１２，１３の振動加圧作用のみでは解消され難いコンクリート床面Ｆ１の凹凸、例えば、作業者の足跡などをブラシ１８の摺動によって消すことができる。このため、仕上げ面であるコンクリート床面Ｆ３の品質向上に有効である。なお、ブラシ１８を保持部材１４の前方（例えば、正面材１４ｆ）に設けることにより、加圧ローラ１１，１２，１３が転動通過した後のコンクリート床面Ｆ２に摺動可能に接触する構成とすることもできる。ブラシ１８は保持部材１４に着脱可能であるため、作業状況に応じて、取り外しておくこともできる。
【００３７】
さらに、３本の加圧ローラ１１，１２，１３のうちの少なくとも１本の外周面を透水性部材（例えば、網材、格子材あるいは多孔板など）で形成すれば、当該加圧ローラはコンクリート床面の不陸を解消する作用が高まる。また、外周面が透水性部材で形成された加圧ローラはコンクリート床面に対する摩擦が高いので、当該加圧ローラを回転駆動する動力手段を設ければ、床面平滑化装置を自走式とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の床面平滑化装置は、建設物や各種構造物などのコンクリート床面の施工現場において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  床面平滑化装置
１１，１２，１３  加圧ローラ
１１ａ，１２ａ，１３ａ  軸受け
１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ  軸心
１１ｓ，１２ｓ，１３ｓ  支軸
１４  保持材
１４ｆ  正面材
１４ｓ  側面材
１５  振動部材
１６  発振手段
１６ｂ  振動発生機
１６ｅ  原動機
１６ｔ  スロットルレバー
１６ｖ  ベルト
１７  仕上げ鏝
１８  ブラシ
１９  操作ハンドル
１９ａ  連結部
１９ｂ  水平補強部
１９ｈ  水平部
２０  蝶番
２１  補強部材
２２  重錘
２３  リンク機構
２４  操作桿
２４ｂ  湾状部
２４ｓ  シリンダ
２５  ワイヤ
２６  支柱
２７  ストッパ
２８  緩衝材
２９  連結部材
３０  制振材
【図１】
0005393314.tif 000002
【図２】
0005393314.tif 000003
【図３】
0005393314.tif 000004
【図４】
0005393314.tif 000005
【図５】
0005393314.tif 000006
【図６】
0005393314.tif 000007